基于o-1模型的物流配送中心選址研究

基于o-1模型的物流配送中心選址研究

1er法、cflp法、baumol-wolfe法、遺傳算法研究物流中心的布局方法很多，大致可分為定性和定量方法。定性方法主要是結(jié)合AHP(層次分析法)和模糊綜合評價法對各方案進行指標(biāo)評價,找出最優(yōu)選址。定量方法主要有重心法、運輸規(guī)劃法、Cluster法與CFLP法、Baumol-Wolfe法、遺傳算法和0-1混合整數(shù)規(guī)劃法等。Lingo是美國LINDO系統(tǒng)公司開發(fā)的一套專門用于求解最優(yōu)化問題的軟包。主要用于求解線性規(guī)劃問題、二次規(guī)劃問題、非線性問題和一些線性和非線性方程的求解。Lingo優(yōu)化軟件的最大特色在于可以允許優(yōu)化模型中決策變量為整數(shù)(支持整數(shù)規(guī)劃),而且快捷、準(zhǔn)確。同時Lingo還是最優(yōu)化問題的一種建模語言,其程序使用自己的專用語言編寫,普通人難以看懂,為此Lingo又提供其他文件(如文本文檔、Excel電子表格、數(shù)據(jù)庫文件等)的接口,易于方便地輸入、求解和分析大規(guī)模的優(yōu)化問題。因此Lingo在數(shù)學(xué)、科研和工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用。2物流中心的位置模型2.10混合系統(tǒng)規(guī)劃0-1混合整數(shù)規(guī)劃法的主要優(yōu)點是它能夠把固定成本以最優(yōu)的方式考慮進去,它是商業(yè)選址模型中最受歡迎的方法。用0-1混合整數(shù)規(guī)劃來解決選址模型時,目標(biāo)是使各種成本費用的總和最小,而用整數(shù)變量表示各種選擇,用連續(xù)變量表示工廠的生產(chǎn)能力、各種資源的分配等,用約束表示物流平衡關(guān)系和供需關(guān)系等。其主要思想是將每一個備選配送中心(RDC)分別納入目標(biāo)函數(shù)中看各自對目標(biāo)函數(shù)的影響程度,最后決定是否需要該RDC。2.2物流配送中心選址假設(shè)有J個(備選)配送中心可從I個工廠中進貨,同時又必須給K個客戶提供配送服務(wù),于是商品的供需關(guān)系和流動情況將形成了一個完整的物流配送網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。工廠和客戶的數(shù)量和位置是固定的,從J個備選RDC中選出j個RDC,并求出工廠和配送中心、配送中心與客戶的供需關(guān)系,使總費用最。如圖1所示。企業(yè)物流配送中心選址問題是在給定某一地區(qū)所有備選點的地址集合中選出一定數(shù)目的地址建立配送中心,從而建立一系列的配送區(qū)域,以實現(xiàn)選出點建立的配送中心與各需求點和工廠(供貨點)形成的配送系統(tǒng)總物流費用最小。為了便于建立數(shù)學(xué)模型,作如下假設(shè):(1)由工廠到配送中心、由配送中心到客戶的單位運輸價格和運距均已知。(2)各工廠的總生產(chǎn)能力已知;(3)配送中心的容量及個數(shù)有限制;(4)各客戶的需求量己知;(5)配送中心的固定費用、單位管理費用為已知常數(shù)。2.4配送費用t由于配送中心選址中包括多種費用,所涉及的變量不下十個,在配送中心選址模型中說法太多,且很亂,于是下面將對各種費用和所涉及到得變量做以科學(xué)的規(guī)范:(1)費用界定將與配送中心選址有關(guān)的物流環(huán)節(jié)細分為進貨運輸、存貨倉儲、送貨配送三個環(huán)節(jié),于是費用也就考慮以下三種:從工廠到配送中心的進貨運輸費用,簡稱運輸費用(Transportationcosts)、從配送中心到客戶的送貨配送費用,簡稱配送費用(Distributioncosts)和貨物流經(jīng)配送中心時的倉儲費用,其中倉儲費用又包括新建配送中心的固定投資費用(Warehousefixedcosts)和保管暫存貨物可變倉儲費用(Variablewarehousingcosts)。即總費用主要包括運輸費用、倉儲費用、配送費用三部分。(2)規(guī)范變量T:運輸費用;D:配送費用;W:倉儲費用;Pij:備選區(qū)域配送中心Wj向工廠Fi的單位進貨費用;Xij:備選區(qū)域配送中心Wj向工廠Fi進貨數(shù)量;Mij:備選區(qū)域配送中心Wj到工廠Fi的運距;Qij:備選區(qū)域配送中心Wj到客戶區(qū)Rk單位配送費用;Yij:備選區(qū)域配送中心Wj到客戶區(qū)Rk送貨數(shù)量;Njk:備選區(qū)域配送中心Wj到客戶區(qū)Rk的運距;Hj:備選區(qū)域配送中心Wj單位庫存成本;Sj:新建配送中心Wj需要投資的固定費用;Zj:0-1變量,1表示開設(shè)配送中心Wj;Aj:是工廠Fi的供應(yīng)總量;Bj:配送中心Wj的倉儲容量;Ck:是客戶區(qū)Rk的需求量。2.5總費用pijxijzj通過以上對配送中心選址問題的研究,我們結(jié)合0-1整數(shù)規(guī)劃建立如下的模型。(1)目標(biāo)函數(shù):總費用=T+D+W;運輸費用:T=Pij×Xij×Uij×Zj;配送費用:D=Qjk×Yjk×VjK×Zj;倉儲費用:W=Wi×Wk=HjXijZj+SjZj,即:總費用=PijXijUijZj+HjXijZj+SjZj+QjkYjkVjkZj由上式可得目標(biāo)函數(shù)如下:(2)約束條件:各工廠(Fi)調(diào)出的物資總量不應(yīng)大于其生產(chǎn)、供應(yīng)能力各配送中心(Wj),其進貨量不應(yīng)大于器倉儲能力。各經(jīng)銷商(RK)調(diào)運進來的物資總量不應(yīng)小于其需求總量。對于每一區(qū)域配送中心(Wj)由于其既不能成產(chǎn)也不能消耗物資,因此每個區(qū)域配送中心調(diào)出的物資總量等于調(diào)入的物資總量。經(jīng)過優(yōu)化后有些被選區(qū)域配送中心可能被選中,有些被淘汰,被淘汰的配送中心經(jīng)過其中轉(zhuǎn)的物資總量為零。當(dāng)Zj=1時備選配送中心Wj被選中,當(dāng)Zj=0時備選配送中心Wj未被選中,式中的G是一個相當(dāng)大的正數(shù)。由于Xij是物資調(diào)運量是一個非負數(shù),故當(dāng)Zj=0時,Xij=0表示配送中心Wj未被選中,當(dāng)Zj=1時,由于GZj為一個相當(dāng)大的正數(shù),所以Xij為一個有限值,表示W(wǎng)j。3物流中心的例子3.1配送中心邯運集團的物流網(wǎng)絡(luò)主要集中在河北省內(nèi),其中物資供應(yīng)地主要有石家莊、滄州、邯鄲、唐山、天津、衡水、北京7處;而他要負責(zé)給邯鄲、唐山、石家莊、邢臺、張家口、滄州、保定、秦皇島、廊坊、衡水、承德11個分銷商供貨,在整個物流網(wǎng)絡(luò)中有條件建立配送中心的地區(qū)有石家莊、北京、滄州、天津4處。上述問題可簡化為,有7個工廠(F1,F2,…F7)對11個分銷商或客戶(R1,R2,…,R11)進行供貨,其間有4個地區(qū)(W1,W2,W3,W4)可設(shè)配送中心,數(shù)據(jù)見表1-5。3.2滴水準(zhǔn)備程序3.3進程中的操作3.4配送中心之間的運輸關(guān)系從優(yōu)化結(jié)果中可以看出W1、W2和W3(石家莊、滄州和北京)被選中,于是在W1、W2和W3地區(qū)修建配送中心,物資在工廠和配送中心之間的運輸關(guān)系為:配送中心W1從工廠F1、F3、F4、F6和F7進貨,配送中心W2從工廠F2、F5和F7出進貨,配送中心W3從工廠F5進貨;物資在配送中心和客戶之間的配送關(guān)系為:客戶R1、R3和R4由配送中心W1來負責(zé)配送物資,客戶R7、R10和R11由配送中心W2來負責(zé)配送物資,客戶R5、R8、R9和R11由配送中心W3來負責(zé)配送物資,如圖2所示:4配送中心選址0-1混合整數(shù)規(guī)劃法,由于其處理數(shù)據(jù)是在整數(shù)中進行,運算結(jié)果更加符合現(xiàn)實情況,因此0-1混合整數(shù)規(guī)劃法被廣泛運用于RDC選址模型中,但有其現(xiàn)實情況中備選RDC的數(shù)目較大,不同地區(qū)的運輸、配送、倉儲費用又有較大的差別,這將使模型變的十分的復(fù)雜,我們無法再用傳統(tǒng)的運籌學(xué)方法去解決